序言
一說到隱形戰鬥機,大家都會說很牛叉。
具體有多牛叉?估計很多人也說不出來。
首先呢,小鯨我先給大家科普下。
隱形戰機並不是真的看不見或者是物理上的絕對隱身,而是透過運用多種隱形技術,降低了飛行時的訊號和可探測性。
這樣就不容易被雷達發現、識別和跟蹤,從而達到隱身的效果。
那麼它是怎麼做到隱形的呢?
隱身技術畢竟咱們要知其然,也要知其所以然嘛!
我從三個方面分別跟大家聊聊啊。
第一個是外形設計。
第二個是機身吸波材料。
第三個是特殊部位的隱身處理技術。
我們知道,雷達之所以能發現目標,是因為雷達發出一束電磁波後,遇到目標後電磁波能夠反射回來。然後可以透過一系列公式計算,電腦就可以立刻得出目標的距離以及方位等資訊。
所以既然雷達要發現目標,就要收到反射波。
那就給咱們一個啟發,如果讓雷達接收不到這反射波,那雷達不就變成了瞎子麼?
那怎麼做呢?
業界有這麼幾種方法。
第一種就是讓這電磁波直接穿透戰鬥機不發生反射,也就是說把雷達反射面積做到越小就可以了。
所以呢,設計師在設計戰鬥機的時候,就會在外形方面考慮,如何設計才會更好。
比如人類第一款"隱身"戰鬥機-美國的F-117,它全身上下找不出一個曲面。機身的下表面與上表面,是由許多塊小平面組成三角面錐體。這樣做的好處,是可以折射雷達波。
尤其是它的尾翼更是特別,像一條金魚的尾巴,後掠角很高。
並且在設計機身多面體時,將平面與垂直面的夾角大於30度,這樣就避開了雷達波的掃描範圍,大大降低了雷達散射截面,使雷達發出的電磁波不能有效捕捉到目標。
第二種就是把雷達發射來的電磁波吸收掉,也就是機身塗層要使用特殊的吸波材料。
吸波材料的種類比較多,小鯨我把它們主要可分為兩種,一種是共振雷達吸波材料。
使用這種材料的塗層厚度與雷達波的波長一致的話,那麼它就可以吸收幾乎所有的特定頻率的訊號。可以說一旦有效的話,效率非常高。
另一種是非共振磁性雷達吸波材料。它是以磁性材料為基礎,專門為吸收某一頻率的雷達波而設計的。
比如美國的F22戰鬥機,它採用的是氧化鎵與銀複合“高貴”胭脂。
雖然吸波能力強,但是它不僅有劇毒,伺候也極為麻煩,必須待在呆恆溫恆溼後宮裡面,而且侍女一大堆,不常出門,還經常起泡脫落。
可以說風光一小時,補妝一整天。
反觀中國的殲20戰鬥機呢,它採用超材料隱身塗料。
啥是超材料?
這種材料能夠改變無線電波從其表面"撞擊"時反彈的方式,併產生一個幻像或使雷達回波最小化。
比如它可以讓敵方射來的電磁波向一個指定的角度反射,甚至可以做到讓電磁波在它的表面爬行而不反射,從而實現比傳統隱身材料高出上百倍的隱身能力。
說大白話,就是把雷達發射來的電磁波,讓它有來無回。
同時殲20還用到了塗層通電等離子技術,能對所有波段雷達和紅外探測隱身。隱身效率更高,穩定性也好,維護費用大大降低,並且可以大批次裝備。
其他部分隱身技術由於戰鬥機的構造十分複雜,因此還存在一些很難隱身的地方,比如雷達天線罩、飛行員座艙、發動機的進氣道和尾噴口等等,所以還要對這些特殊部位也要進行隱身處理。
那怎麼做的呢?
比如在設計雷達罩時,會使用一種具有頻率選擇功能的人工電磁結構,可以傳遞自身的雷達波訊號,同時能阻擋其他雷達的探測訊號。
飛行員座艙方面,可以使用有機玻璃,每塊玻璃上面都有金屬鍍膜,這樣可以吸收和截斷雷達波,從而實現座艙的隱身效果。
進氣道和尾噴口方面,可以設計一些形狀。
比如美國的F-117戰鬥機的進氣道口就是菱形,同時覆蓋有吸波格柵。這種格柵由玻璃纖維製造,可避免雷達波進入進氣道同時,也不會折射到其他地方形成強反射,並且進氣道的內壁也塗有吸波材料。
在尾噴口的處理上,F-117採用平行尾噴口設計,用12塊隔板進行分割,可以阻擋後方雷達波進入。
感悟最後小鯨想說:
戰鬥機是國家天空的守護者,同時也是國家空軍實力的重要體現,而隱身戰鬥機又是最先進的戰鬥機。
如何讓它隱身性更好,不容易被對方的雷達所偵測到,這其中涉及到很多東西。需要建立數學模型,進行大量的理論計算,並且還要進行無數次的風洞試驗。
至於隱身材料更是涉及到一個國家的整體材料工業、化學工業技術綜合實力。
所以總結一句話就是:
隱身戰鬥機的隱身設計,絕非看看別人的外形就能設計出來。如果沒有強大的航空工業,根本不可能奢談設計隱身戰機。